()第30卷第2期佳木斯大学学报自然科学版Vol．30No．2JournalofJiamusiUniversity(NaturalScienceEdition)2012年03月Mar．2012文章编号:1008－1402(2012)02－0167－04基于路径规划的泊车预备倒车区域研究①王明明1，3，周苏1，2，3(1．同济大学中德学院，上海200092;2．同济大学汽车学院，上海201804;3．同济大学新能源工程中心，上海201804)摘要:为解决驾驶员泊车问题，根据汽车在低速倒车过程的运动学特征，分析了汽车在一般平行泊车环境下碰撞障碍物的可能性，确定了泊车的约束边界．利用国内某款A0级轿车的基本尺寸作为计算依据，设计出两段圆弧的泊车路径，并且找出了行走路线对应的预备倒车区域．在该区域中的每一点汽车都有一段方向盘转角范围，驾驶员可以很容易试探到这个范围，并按照提供的路径作为参考进行倒车．通过汽车的实际操作验证了实现平行泊车的可行性．关键词:汽车;平行泊车;路径规划;预备倒车区域中图分类号:文献标识码:U471．15A倒退进入泊车位，此时汽车处于低速运动状态，作用于车体的离心力很小，由此产生的悬架弹簧变形和轮胎的侧向变形可以忽略，可以认为汽车是在无横向力作用下进行的转向运动［6］．同时，为了避免地面对汽车产生附加阻力以及降低轮胎的磨损，要求汽车转向过程中所有轮胎作纯滚动运动．显然，在汽车转向时，所有车轮轴线的延长线交于O点才能满足这样的要求，称该点为汽车的瞬时转向中心，如图1所示．为简化模型，汽车外形被看作是一个规则的矩形，同时，汽车前轮距等于后轮距．引言0随着中国汽车保有量逐年急剧攀升，城市泊车空间严重缩水，对于驾驶技术不够熟练的新手来说，日常利用倒车进行泊车就显得十分棘手．根据这一现象，本文针对平行泊车路径规划进行了深入研究，找出多角度预备泊车区域，辅助驾驶员实现泊车．目前，现有的泊车系统装备大致划分为两种:自动泊车系统和辅助泊车系统．自动泊车系统主要应用路径跟踪、模糊控制以及神经网络等算法等实现汽车的自动化倒车入位［1－3］;辅助泊车系统主要是利用倒车雷达以及倒车影像，让驾驶员看到泊车空间死角及时调整方向盘进行泊车［4］．两种泊车方法各有利弊，自动泊车系统对于环境简单的泊车空间易于实现，而对于复杂的情况可能会出现失灵;辅助泊车系统体现了驾驶员享受驾驶过程的乐趣，但是只提供给驾驶员一个广阔的视野而没有一个好的泊车引导过程，对于“菜鸟级”驾驶员来说作用并不大．考虑到泊车的复杂环境以及驾驶员的心理作用，本文针对后一种情况，利用汽车低速倒车行走的运动轨迹特征以及双向路径的思路，确立了汽车的多角度预备倒车区域［5］．图1汽车运动学模型根据汽车无横向力作用时的瞬时中心可知，后建立汽车运动数学模型一般情况下，驾驶员进行泊车的时候是将汽车1①收稿日期:2011－12－14基金项目:国家自然科学基金资助项目(10771091)．作者简介:王明明(1985－)，男，江苏徐州人，同济大学中德学院，硕士研究生．研究方向:汽车电子．---本文来源于网络，仅供参考，勿照抄，如有侵权请联系删除---()168佳木斯大学学报自然科学版2012年度初始泊车位的区域［7－8］．然后，将得到的各种数据存储，适时提供给驾驶员作为参考．本文中假轮轨迹垂直方向的速度为0，表达式如下(1)yr'·cosθ－xr'·sinθ=0由上式以及汽车上各个点之间的关系，可以得出汽车后轮中心点的运动轨迹与轴距和前轮中心点的阿克曼转向角有关，与汽车速度无关．具体轨迹方程为:停车位的长度为AB6500mm，宽度为AD2100mm，道路宽度为3400mm．==x222+(yr－L·cotφ)=(L·cotφ)(2)r其中:(xf，xy)，(xr，yr)分别为前后轴中心点坐标;L为轴距;φ为阿克曼转向角;θ为汽车车身方向角;v为汽车前轴中心点车速．同理，可以求得汽车上任意一点都是以瞬时中心作圆周运动，而且后轴中心点的转向半径为:LR0=tanφ(3)图4汽车右前点b与障碍物C点约束本文以国内某辆轿车建立模型，涉及到的相关参数如表1所示．表1国内某轿车参数车长N前悬F后悬H轴距L车宽W4390mm855mm1025mm2510mm1765mm假设该轿车泊车时，车速为3km/h，此时汽车无横向作用力，轮胎作纯滚动运动，汽车外侧最图5汽车上点e与障碍物C点约束...